超越平均水平：一种用于计算美国西部森林火灾状况异常的新方法

气候植被变化与火排除导致火 regime 特征改变，传统基于集中趋势的指标可能误判分布变化。本研究提出基于地球移动者距离的非参数偏离指数，分析美国西部历史（1600-1880）与现代（1985-2021）火灾频率与烧毁严重性，发现89%森林火灾更频繁更严重，人类土地利用强度与Wildfire Crisis Mitigation优先区域偏离度更高。

　　

摘要

背景

气候变化和植被变化，加上人为的防火措施，正在改变并使火灾制度的特征与历史条件趋于一致。火灾制度的变化通常通过基于时间段内集中趋势（即平均值）差异的偏离指标来量化。这些指标可能会误判火灾制度特征的复杂变化，因为这些特征背后的分布往往无法用参数很好地描述。

结果

我们开发了一种非参数的火灾制度偏离指数，该指数利用“地球移动距离”（Earth Mover’s Distance, EMD）来量化不同时间段内火灾制度特征的分布变化。我们使用这种偏离指标比较了美国西部森林在历史时期（约1600-1880年）和当代时期（1985-2021年）的火灾频率和燃烧严重程度。此外，还将所提出的指标与一系列标准的集中趋势测量方法进行了比较。基于集中趋势的偏离指标显示，在频繁发生火灾的森林中相对偏离较小，而在不频繁发生火灾的森林中相对偏离较大。我们发现，美国西部89%的森林的野火频率降低但严重程度增加。较大的偏离与人类土地利用强度的增加有关，而根据《野火危机缓解计划》优先考虑的景观平均而言比非优先景观的偏离程度更大。

结论

这种提出的方法能够捕捉到基于集中趋势的指标无法捕捉到的火灾制度变化的方面。这些新的指标有助于评估和制定措施，以恢复历史上的火灾制度，并管理易发生火灾的景观的韧性。